JPH03240801A - カスケード流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水処瑠設備等虻おいて水などの流体の瞬時流量
を流量制御弁を用いて所定値にカスケーＶ制御する装置
１％虻、適切な瞬時流量制帥結来が得られる装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第２図は従来のカスケード流量制御装置１の構成説明図
である。第２図において、２は流体３が流れる。管路４
に設けられていて、入力される操作信号９ａの内容に応
じて弁開度θを変化させて流体３の瞬時流ｆｉＱを変化
させるようにした電動式の流量制御弁、５は弁２にとり
つけられていて。

弁２の開度θを常時検出してθに応じた弁開度測定信号
５１を出力するよ５Ｋした弁開度発信器。

６は弁２よりも下流側の管路４に設置されて瞬時流量Ｑ
を検出しこの検出結果に応じた流量測定信号６１を出力
するようにした流量発信器で＆７は流量測定信号６−と
流量設定６８が出力する流量設定信号８畠とが入力され
辱、信号６畠が表す流量Ｑが信号８−が表す瞬時流量設
定値ＱｓＫ一致するようにする所定の一次制鐸演算を行
ってこの演算結果に応じた弁開度設定信号７ｍを出力す
るようにした一次調節器である。そうして、９は弁開度
設定信号７−と弁開度測定信号５１とが入力され、信号
５ａが表す弁開度θが信号７ａが表すθ 弁開度４ｓＫ一致するようにする所定の二次制御演算を
行ってこの演算結果に応じた前述の操作信号９ａを出力
するようにした二次調節器で、カスケード流蓋制圓装＃
ｌは管路４を除く図示の各部で構成されている。そうし
て、また、この制御装［１では二次調節器９が行う上述
の二次側（財）演算において少なくとも比例制御動作が
必ず行われろようになっている。

流量制御装置ｌでは各部が上述のように構成されている
ので、この場合、流量発信器６と調節器７と流量設定器
８とで、弁２によって制御される流体３の瞬時Ｒ＊Ｑ　
ＶＣついて一次定値負帰還制御を行って弁２の開度０を
指◇する信号７ａを出力する一次制御系１０が構成され
、かつ、弁２と開度発信器５と調節器９とで、信号７ａ
を用いて弁２の開度θに対する二次定値負帰還側−を行
う二次制御系１１が構成されていて、これらの制（財）
系１１と１０とでｆｉｆｆｉＱｆｆ対するカスケード側
聞が行われていることが明らかである。なお、制御装置
ｌの場合、信号９ａのかわりに信号７ａを直接弁２に入
力するようにした場合、管路４の流体３に対する抵抗や
流体３の密度変化等のために弁開度θの変化に対する流
量Ｑの６菩が遅く℃、このため適正な瞬時流量定値制御
結果が得られないので、上記のようなカスケード制御の
構成が採用されている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 流量制量装置ｌは上述のように構成されているので、操
作信号９ａは信号５ａが表す弁開度測定値θの信号７ａ
が表す弁開度設定値θＳに対する制御偏差（θ３−θ）
に応じた値Ｍｖを有する信号であって、この値ＭＶは必
ずしも弁２０開度の絶対値θによらない値であり、弁２
における開度θと流量Ｑとは通常第３図の特性線工２で
示した１対１の対応関係にあるので、結局、操作信号９
ａはｆｉｊｔＱの多少によることのない値ＭＹを有する
信号であるということになる。

ところが、上記特注１１ｊ１２から明らかなよ５Ｋ。

この場合、θとＱとは正比例の関係になくて、θの単位
変化量当りのＱの変化量がＱの値によって異っている。

このため、制御装置工では、Ｑが多い場合操作信号９ａ
の値ＭＹに対するＱの変化が少な過ぎ、Ｑが少ない場合
ＭＶｃ対するＱの変化が多過ぎるという状態が発生して
、適正な制御結果が得られないという問題点がある。

本発明の目的は、操作信号９ａの値ＭＹが上記制御偏差
（θ、−〇）によるほか流量ＱＶＣよっても変化するよ
うにして、適正な制御結果が得られるカニｘケート流量
制−装置を得ることにある。

〔課団を解決するための手段〕

上記目的を達成するため１本発明によれば、流量制御弁
によって制御される流体の瞬時ｆｆｆＫついて一次定値
負帰還制御を行って前記流量制御弁の弁開度を指◇する
弁開度設定信号を出力する一次制御系と、前記弁開度設
定信号を用いて前記流量制御弁の弁開度に対する二次定
値負帰還制御を行う二次側（資）系とを備え、前記二次
定値負帰還制御が少なくとも比例制御を含んでおりかつ
前記比例制御ＩＶｃおける比例ゲインが前記瞬時流量に
応じて変化するよってカスケード流量側副装置を構成す
る。

〔作用〕

上記のように構成すると、二次定値負帰還側−における
比例ゲインに、を、たとえば＠３図の特性線１２［した
がって、Ｒ体の瞬時流量Ｑが多い時は大きくしあるいは
Ｑが少ない時はに、を小さくすることによって、二次制
御系における制御偏差が同じでもＲ量Ｑの多少によりて
該二次制御系が出力する操作信号の値ＭＹが加減される
ことになるので、適正な制御結果を得ることのできるカ
スケード流量側（２）装置が得られることになる。

〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例の構成を説明する説明図で１
本図の第２図と異なるところは、弁開度測定信号５ａと
弁開度設定信号７ａとが入力されかつＰＩＤ制御動作を
行って操作信号１３ａを出力する調節器本体１３と、流
量測定信号６ａが入力されかつ調節器本体−１３が行う
比例制御動作の比例ゲインに、を信号６ａが表す瞬時流
ｔＱに応じて設定する比例ゲイン設定器１４とからなり
。

操作信号１３ａを流量制御弁２に与えて該弁２の弁開度
θを加減する。前述の二次調節器９に対応した二次調節
器１５が設けられていることである。

そうして１図における１６は管路４を除く図示の各部か
らなるカスケードＲｆｒ　ＮＩＪ　両装置、１７は弁２
と弁開度発信器５と二次調節器１５とからなる。

前述の二次側脚系１１に対応した二次制御系で。

したがって、第１図では流量制圓装［１６が制御系１０
と１７とで構成されていること（なる。

第１図においては、比例ゲイン設定器１４が。

Ｒ１制御弁２のたとえば第３図に示した弁開度−流量特
性＃！１２に応じて、該設定器１４に入力される信号６
ａが表す流量Ｑが多い時は比例ゲイνに、を大きく設定
し、信号６ａが表す流量Ｑが少ない時はゲインに、を小
さく設定するように構成されている。このため、流量制
御装置１６によれば、弁開度θの制御が、　ｆｉ：ｔＱ
の多少に応じて比例ゲインＫｐが変化する二次調節器１
５のＰＩＤ制闘制御にもとづ（操作信号１３８によって
行われるので、前述した第２図のＲ４Ｕ−制御装置ｌｉ
ｅよるよりも適正なＲ′ｊ＃制御結呆が得られることに
なる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明においては、流量制御弁により
て制−される流体の瞬時流量について一次定値負帰還制
御を行って流量制御弁の弁開度を指令する弁開度設定信
号を出力する一次制御系と。

弁開度設定信号を用いて流量制御弁の弁開度に対する二
次定値負帰還制御を行う二次制御系とを備え、二次定値
負帰還制御が少なくとも比例制−を含んでおりかつこの
比例制御ｌｃおける比例ゲインが前記瞬時流量だ応じて
変化するようにカスケード流量制御装置を構成した。

このため、上記のように構成すると、二次定値負帰還側
ｆｌＪＫおける比例ゲインに、を、たとえ、ば第３図の
特性線１２にしたがって、流体の瞬時流量Ｑが多い時は
大きくしあるいはＱが少ない時はＫｐを小さくすること
によって、二次制御系における劃−偏差が同じでも流量
Ｑの多少によって該二次制御系が出力する操作信号の値
ＭＹが加減されることになるので１本発明には適正な制
御結果を得ることのできるカスケード流量制御装置が得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図。 第２図は従来のカスケード流量制御装置の構成説明図。 第３図は第１図及び第２図に示した流量制御弁の弁開度
−瞬時流量特性線図である。 １．１６・・・・・・カスケード流量制御装置、２・・
・・・・　流量制御弁、３・・・・・・流体、　１０・
・・・・・−次制御系、１１゜１７・・・・・・二次制
御系、Ｑ・・・・・・瞬時流量。 Ｐ＠１ 箋 ２ 蔦 虐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）流量制御弁によつて制御される流体の瞬時流量につ
   いて一次定値負帰還制御を行つて前記流量制御弁の弁開
   度を指令する弁開度設定信号を出力する一次制御系と、
   前記弁開度設定信号を用いて前記流量制御弁の弁開度に
   対する二次定値負帰還制御を行う二次制御系とを備え、
   前記二次定値負帰還制御が少なくとも比例制御を含んで
   おりかつ前記比例制御における比例ゲインが前記瞬時流
   量に応じて変化することを特徴とするカスケード流量制
   御装置。